Zonneparken maken gebruik van middenspanningsinstallaties die vaak vol zitten met enorm schadelijke broeikasgassen. Europese beleidsmakers bereikten begin oktober een overeenkomst om het gebruik van deze gassen strenger te gaan reguleren en in bepaalde gevallen te verbieden. Bij powermanagementbedrijf Eaton werken ze al decennia met schakelmateriaal dat geen broeikasgassen uitstoot en geloven ze dat de overstap alleen maar goed voor de sector kan zijn.

SF6 is de afkorting voor zwavelhexafluoride, een gas dat wordt gebruikt als isolatie in schakelmateriaal (waarbij stromen worden verdeeld en geschakeld). Zodoende is het ook aanwezig in de middenspanningsinstallaties die onderdeel van zonneparken zijn.

Het probleem met SF6 is dat het ook een enorm krachtig broeikasgas is: de stof is 25.200 keer schadelijker dan CO2 als het in de atmosfeer terecht komt. En dat het in de atmosfeer terecht komt, is over het algemeen onvermijdelijk.

Frits Besseling, manager business development EMEA bij Eaton, licht het probleem toe: “Tijdens de levensduur van een installatie lekt ongeveer tussen de 5 en 10 procent weg. De ene gebruiker gaat daar wat netter mee om dan de andere. Maar uiteindelijk komt er altijd een deel van het SF6 in het milieu terecht.”

De EU heeft om die reden besloten dat er een einde moet komen aan het gebruik van SF6 en andere zogeheten F-gassen. Op 5 oktober bereikte het Europees Parlement en de Europese Commissie een overeenkomst over het aanscherpen van regulering, dat via een quota het gebruik van de schadelijke gassen langzaamaan afbouwt. Daarin staat dat nieuwe installaties tot en met 24 kilovolt per 1 januari 2026 worden verboden en installaties tot en met 52 kilovolt vanaf 2030. Hoogspanningsinstallaties kunnen nog langer gebruik maken van SF6.

Hoe groot is het SF6-probleem?
Besseling legt uit waarom SF6 populair is in hoog- en middenspanningsinstallaties:

“SF6 is een heel stabiel gas; het is inert dus het laat geen electronen los. Als geleiders onder spanning staan wil je ze isoleren van de behuizing. Je kunt dan lucht gebruiken, maar dan heb je over het algemeen een wat grotere afstand nodig, tenzij je een geavanceerd diëlectrisch ontwerp toepast. Als je een isolatiegas gebruikt kun je heel compact bouwen. Dat isolatiegas zorgt ervoor dat er geen kortsluiting kan komen tussen twee stroomgeleiders.”

Hoeveel SF6 er in Nederlandse zonneparken ligt opgeslagen is volgens Besseling moeilijk te becijferen. Bij Eaton trekken ze dan ook de vergelijking met asbest: we weten niet precies hoeveel er aanwezig is, maar het is in tal van muren en plafonds te vinden. Volgens Eaton bevat een gemiddeld zonnepark van 50 megawatt, met ongeveer tien tot twintig middenspanningsinstallaties, zo rond de 25 tot 50 kilogram SF6 als het dat gas als isolator gebruikt.

Naast het deel dat vrijkomt gedurende de levensduur van schakelmateriaal, is er ook nog de vraag hoeveel SF6 in de atmosfeer belandt tijdens de rest van de levenscyclus van het gas. Uit een onderzoek van KEMA uit 2008 blijkt dat dit een aanzienlijk deel is: in de periode tussen de productie van het gas, tot de verwijdering en verwerking ervan aan het einde van de levensduur van een installatie, kan wel 15 procent verloren gaan. Gezien dit feit en de schadelijkheid van SF6 als broeikasgas past het gebruik ervan volgens Eaton dan ook niet bij duurzaamheidsprojecten zoals zonneparken.

Kunnen we zonder SF6?
Er zijn dus goede redenen om elektrische infrastructuur zonder SF6 te willen, maar in hoeverre is dit al mogelijk?

Besseling geeft aan dat het uitfaseren van SF6 voor zonneparken in feite weinig problemen zou moeten opleveren. “Het gas is daar helemaal niet nodig, daarom heeft de EU ook besloten het te verbieden”, vertelt hij. “Het meest gangbare alternatief is lucht. Dat is schoon en levert geen problemen op met recyclen. Wij maken al meer dan zestig jaar compact en SF6-vrij schakelmateriaal op die manier.”

Het schakelmateriaal van Eaton werkt door te schakelen in een vacuüm in plaats van een gas als SF6 in te zetten. Deze technologie is al meer dan zestig jaar geleden door Eaton ontwikkeld en heeft zich dan ook in de praktijk bewezen. Tot dusverre is dit nog niet praktisch inzetbaar met spanningen boven de 24 kilovolt, maar voor middenspanningsinstallaties zoals die in zonneparken is het volgens Besseling een prima alternatief.

“Over het algemeen heeft schakelen met lucht meer ruimte nodig”, geeft Besseling aan. “Maar met een uitgekiend ontwerp kun je hogere veldsterktes verwerken in kleinere afmetingen. Het ontwerp wordt iets complexer, maar voor spanningen tot en met 24 kilovolt kun je met lucht net zo groot bouwen als met SF6.”

Is het financieel aantrekkelijk?
Omdat het ontwerpen van compact schakelmateriaal met luchtisolatie iets complexer kan zijn, zou je verwachten dat de kosten ook oplopen. Maar hoewel de kostprijs van een installatie met lucht iets hoger kan zijn dan die met SF6, geeft Besseling aan dat het over de gehele levensduur de goedkopere optie is.

Volgens hem heeft schakelmateriaal op basis van lucht twee grote voordelen: minder kosten aan het einde van de levensduur en geen last van lekkage. “Je end-of-life kosten verminderen aanzienlijk want je hebt geen gas om te verwerken”, legt Besseling uit. “Normaal moet je aan het einde van de levensduur van een installatie de extractie van het gas regelen en het recyclen of vernietigen. Dat vernietigen doe je door het tot hele hoge temperaturen te verhitten en is een kostbaar proces.”

“Je hebt ook geen last van lekkages, want de luchtdruk die wij gebruiken is atmosferisch”, vervolgt Besseling. “Dus als je kijkt naar de hele levensduur is de prijs lager, omdat je nooit hoeft bij te vullen en minder end-of-life kosten hebt.”

Een bijkomend voordeel volgens Besseling en Eaton is dat je momenteel van twee voordelige belastingregelingen gebruik kan maken als je kiest voor SF6-vrije apparatuur: de Milieulijst voor Milieu-investeringsaftrek (MIA) en de Willekeurige afschrijving milieu-investeringen (Vamil).

Besseling: “Met deze regeling stimuleert de overheid investeringen in milieuvriendelijke technieken. En SF6-vrij schakelmateriaal valt onder deze MIA\Vamil-regeling. Nóg wel, want zodra het verbod van kracht is, zal deze regeling komen te vervallen. Voor beide regelingen zijn miljoenenbudgetten gereserveerd – en er zit nog steeds ‘geld in de pot’.”

Bewustwording in de solarsector
Hoewel de EU nu een duidelijk signaal heeft afgegeven dat het gebruik van SF6 voor elektrische infrastructuur op termijn gaat ophouden, is de uitfasering voorlopig nog geen gegeven.

Onder de beheerders van de elektrische infrastructuur is deze transitie nu een paar jaar op gang. Besseling geeft aan dat Vattenfall al langere tijd zonder SF6 werkt. Stedin kondigde in 2020 een vierjarig contract met Eaton aan om schakelstations te leveren voor hun middenspanningsnetten. Omdat schakelmateriaal zo’n veertig jaar meegaat kunnen de keuzes van nu nog een lange tijd doorwerken in de toekomst. Daarbij komt dat er geen andere toepassingen voor SF6 zijn naast direct hergebruik, en er dus aan het einde van de levensduur van installaties een hoop SF6 moet worden vernietigd straks. Hoe meer er nu geïnstalleerd wordt, hoe meer daarvan nog gaat vrijkomen in de atmosfeer bij dat proces.

Volgens Eaton is het belangrijk om nu het bewustzijn in de solarsector te vergroten, zodat er de komende jaren niet nog allerlei zonneparken met SF6 worden gebouwd. Besseling legt uit dat het vaak niet aan de intenties van de ontwikkelaar ligt, maar aan een gebrek aan kennis.

“Veel zonneparkontwikkelaars weten wellicht niet van het bestaan van SF6-vrije schakelapparatuur af, maar bestellen bij de aannemer elektrische infrastructuur en weten niet wat voor schakelmateriaal daar in zit”, aldus Besseling. “Men koopt een zonnepark om zoveel gigawatt op te wekken en besteedt vervolgens de bouw ervan uit.”

Eaton hoopt dat bewustzijn van de klimaatschade en de regelgeving rondom SF6 zonneparkontwikkelaars zal aansporen sneller over te stappen naar alternatieven. “Er is eigenlijk geen reden om nu nog installaties met SF6 te installeren”, zegt Besseling. “Uiteindelijk is het zowel financieel en technisch, als qua duurzaamheid niet meer de beste keuze.”